水電站預(yù)應(yīng)力混凝土蝸殼三維有限元分析與研究.pdf

1、隨著國家水利水電行業(yè)的蓬勃發(fā)展，各種規(guī)模水電站相繼建成，對水電站廠房的研究也越來也深入。蝸殼是水電站廠房的重要組成部分之一，形式的選擇十分重要。對于中低水頭的水電站來說，混凝土蝸殼具有節(jié)約鋼材，降低成本的優(yōu)勢，從經(jīng)濟(jì)上考慮毫無疑問是蝸殼形式的首選。但對于水頭在40m左右的大中型的水電站來說，混凝土的強(qiáng)度略顯不足，因此以何種方式改善蝸殼受力及裂縫情況，使其能適應(yīng)較高水頭的水電站是本文研究的重點(diǎn)。本文以某水電站工程為例，分析了普通混凝土蝸殼

2、、高強(qiáng)混凝土蝸殼、帶鋼襯的混凝土蝸殼和預(yù)應(yīng)力混凝土蝸殼在受力、變形及裂縫方面的特點(diǎn)，并對結(jié)果進(jìn)行了對比，得到結(jié)論如下：
　　（1）簡要闡述了三維有限元技術(shù)在蝸殼計(jì)算方面的研究現(xiàn)狀，并介紹了現(xiàn)有的預(yù)應(yīng)力蝸殼在實(shí)際工程當(dāng)中的應(yīng)用情況。利用有限元軟件ANSYS對水電站蝸殼部分具有代表性的幾個(gè)截面建立扇形模型，分析了幾種不同類型蝸殼的應(yīng)力變形情況。
　?。?）高強(qiáng)混凝土蝸殼由于材料強(qiáng)度的增大，混凝土分擔(dān)的應(yīng)力大于普通混凝土蝸殼，鋼筋

3、應(yīng)力減小，有效地控制了結(jié)構(gòu)的變形；在開裂方面，起裂荷載有了明顯的提高，相同配筋率下的最大裂縫寬度較普通混凝土蝸殼更小，但在較低配筋率下，最大裂縫寬度仍不能滿足規(guī)范要求，無法達(dá)到減少鋼筋用量的目的。
　?。?）在蝸殼中加鋼襯是一種傳統(tǒng)的加固手段，計(jì)算結(jié)果說明鋼襯在分擔(dān)內(nèi)水壓力方面作用不明顯，混凝土部分承擔(dān)壓力與普通混凝土蝸殼區(qū)別不大，但由于結(jié)構(gòu)設(shè)有防滲層，使規(guī)范中對于最大裂縫寬度的允許值增大，因此能夠在滿足規(guī)范要求的前提下，降低鋼筋